Umgekehrte Signalübertragung durch bakterielle Chemotaxisrezeptoren

Mikroorganismen verwenden transmembranäre sensorische Rezeptoren, um eine Vielzahl von Umweltfaktoren wahrzunehmen. Es ist unklar, wie schnell die sensorischen Eigenschaften dieser Rezeptoren geändert werden können, wenn Mikroorganismen sich an neue Umgebungen anpassen. Hier zeigen wir experimentell, dass die Reaktion eines Escherichia coli Chemotaxisrezeptors auf seine chemischen Liganden durch Mutationen an mehreren Stellen entlang der Rezeptorsequenz leicht umgekehrt werden kann. Wir führen auch Molekulardynamik-Simulationen durch, um den Mechanismus der transmembranären Signalübertragung durch E. coli Chemorezeptoren zu beleuchten. Schließlich verwenden wir Rezeptoren mit umgekehrter Signalübertragung, um Determinanten zu kartieren, die es demselben Rezeptor ermöglichen, mehrere Umweltfaktoren wahrzunehmen, einschließlich Metallionen, aromatischen Verbindungen, osmotischem Druck und Salzionen. Unsere Ergebnisse zeigen eine hohe Plastizität der Signalübertragung und liefern weitere Einblicke in die Mechanismen der Stimuluswahrnehmung und -verarbeitung durch bakterielle Chemorezeptoren.